Новая технология, позволяющая интегрировать двухмерные материалы напрямую на кремниевые схемы, может привести к появлению более плотных и мощных микрочипов. Ее разработали инженеры MIT, вырастившие одноатомный слой дисульфида молибдена на плате КМОП в результате низкотемпературного процесса, не повреждающего подложку.

Стандартные полупроводниковые микрочипы изготавливают из сверхтонких материалов толщиной примерно три атома, которые размещают слоями для повышения мощности устройства. Специалисты из MIT продемонстрировали новую технологию эффективного выращивания слоев металлического дихалькогенида непосредственно на поверхности полностью готового кремниевого чипа.

Выращивание двухмерных материалов на кремниевой подложке КМОП — комплиментарной структуре металл-оксид-полупроводник — вызывает ряд сложностей, поскольку процесс обычно требует температур свыше 400 градусов Цельсия. Однако междисциплинарной команде удалось разработать низкотемпературный процесс, который не повреждает подложку. Такая технология позволяет напрямую интегрировать двухмерные полупроводниковые транзисторы поверх стандартных кремниевых схем, пишет MIT News.

Выбранный материал — дисульфид молибдена — гибкий, прозрачный и обладает превосходными электронными и фотонными качествами, идеально подходящими для полупроводникового транзистора. Он состоит из одного слоя атомов молибдена между двумя слоями сульфида. Для выращивания такого сэндвича исследователи разработали совершенно новую печь, в которой происходит химическое осаждение из паровой фазы.

Также новая технология существенно снижает время выращивания 2D-материалов. Тогда как предыдущие методы требования больше суток на один слой, при новом достаточно менее часа на всю 8-дюймовую плату. Высокая скорость и однородность позволяют наносить двухмерный материал на куда большую поверхность. Таким образом, метод лучше подходит для промышленного применения.